KR19990071941A - 잉크젯 인쇄가능한 미공성 필름 - Google Patents

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에이. 콤스톡 필리스
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스프레이그 로버트 월터
미네소타마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids

Abstract

본 발명은 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름을 포함하는 내구성 잉크젯 인쇄 매체에 관한 것이다. 상기 미공성 필름은 안료계 잉크의 안료 입자를 흡수하기에 충분히 큰 기공 직경을 가지며, 필름을 향해 안내되는 잉크 전부를 흡수하기에 충분한 기공 체적을 가진다. 잉크젯 인쇄 매체는 이의 주표면에 압감성 접착제를 포함할 수 있고, 잉그젯 인쇄기에 사용하기 위한 내구성 라벨을 형성한다. 또한, 본 발명은 예컨대 기록 매체에 상을 잉크젯 인쇄하는 방법에 관한 것이다.

Description

잉크젯 인쇄가능한 미공성 필름
잉크젯 인쇄 기술은 잘 알려져 있으며, 기재에 상(image)을 부여하기 위해 널리 사용되는 수단이다. 두개의 널리 이용되는 잉크젯 인쇄법에는 연속 잉크젯 인쇄법과 드롭 온 디맨드(drop-on-demand) 잉크젯 인쇄법이 있다. 이들 두 방법에 의하면 공통적으로 노즐을 통해 잉크 저장소로부터 잉크 방울의 기류를 기재로 안내하여 소정의 상을 형성시킨다.
드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄법에 있어서, 잉크 방울은 필요할 때에만 생성된다. 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄법은 잉크 방울을 생성하는데 두가지 일반법이 이용된다. 압전(壓電) 드롭 온 디맨드 인쇄법에서, 압전 결정은 잉크 저장소에 압력을 가하여 노즐로부터 잉크 방울이 배출되게 한다. 열적 드롭 온 디맨드 인쇄법에서, 작은 저항기에 전기를 입력하여 저장소에서 소량의 잉크를 비등시키고 버블을 형성시킨다. 버블이 팽창하면, 잉크는 노즐 밖으로 나와 기재로 안내된다. 열적 잉크젯 인쇄는 버블젯 인쇄로도 지칭된다. 연속 잉크젯 인쇄법에서, 잉크 방울의 연속 기류는 일정 압력하에서 노즐을 통과해서 발생된다. 특정 잉크 방울에 전하를 적용하여 상을 형성시킨다. 하전 편향판은 하전된 잉크 방울을 기재의 소정 위치로 안내한다. 하전되지 않은 잉크 방울은 홈통에 모여져서 재순환된다. 잉크젯 인쇄 기술에 대한 설명은 레비와 비스코스의 문헌[Nonimpact Electronic Printing, 34~39 페이지(InterQuest, 1993)], A.J.로저의 문헌[Ink Jet Takes Off, Byte, 1991년 10월, 163~168 페이지] 및 크라이그 K. 하몬과 러스 아담스의 문헌[Reading Between the Lines, 75~77 페이지, Helmers Publishing, Inc. 3판, 1984]에 기술되어 있다.
열적 잉크젯 인쇄기는 미국 특허 제5,420,625호("Ink Supply System for a Thermal Ink-Jet Printer", 디에틀 등)에 상세히 기술되어 있다. 상기 문헌에는 특정 공지의 잉크젯 인쇄기 배열을 개시하고 있는 바, 예를 들면 미국 특허 제4,463,359호에 개시된 바와 같이, 프린트 헤드는 한쪽 단부에 비교적 작은 잉크 공급 챔버와 연결되는 하나 이상의 잉크 충전관 또는 분지관을 구비하고, 그 반대쪽 단부에는 노즐로 지칭되는 개구를 갖는 배열이다. 열 에너지 발생기, 일반적으로 저항기는 노즐로부터 소정 간격으로 각각의 충전관에 위치한다. 저항기는 각각 전류 펄스가 지정되어 잉크를 순간적으로 기화시키고 잉크 방울로 방출되는 버블을 형성시킨다. 버블이 성장함에 따라, 잉크는 노즐에서 팽창되고, 잉크의 표면 장력에 의해 오목한 형태를 유지한다. 버블이 붕괴되기 시작할 때, 노즐과 버블 사이의 관에 남아 있던 잉크는 붕괴되는 버블을 향하여 이동하기 시작하여, 노즐에서 잉크의 체적 감소를 유발하고, 그 결과 팽창된 잉크가 잉크 방울로 분리된다. 버블이 성장하는 동안 노즐 안에서 잉크의 가속도는 잉크 방울의 운동량과 속도를 기록 매체, 예컨대 종이를 향하여 거의 직선 방향이 되도록 한다. 가열기로의 전류 펄스는 오목면이 각각의 잉크 방울이 방출된 후에 관으로부터 너무 멀리 분리되고 후퇴되는 것을 방지한다. 직선 배열의 열적 잉크젯 장치의 다양한 실시 형태가 잘 알려져 있으며, 예를 들면, 열 흡수(sinking) 기재의 상부 및 하부에 부착된 엇갈린 직선 배열을 갖는 장치 및 다색 인쇄용의 다른 색 잉크를 갖는 장치가 있다. 일반적인 유형의 프린트 헤드는 "사이드슈터(sideshooter)"로 알려져 있다. 사이드슈터는 잉크 방울이 가열 소자에 대하여 직각으로 관을 통해 방출되기 때문에 붙혀진 이름이다. 미국 특허 제4,774,530호에는 이 구조에 대하여 상세히 기술하고 있다. 미국 특허 제4,638,337호에는 함몰부(recess)에 가열기를 배치함으로써 분출로 알려진 기화 잉크의 갑작스런 방출을 방지하는 사이드슈터를 개시하고 있다. 사이드슈터 프린트 헤드는 일반적으로 일본 도쿄 소재의 캐논 가부시키가이샤 및 미국, 코네티컷, 스탬포드에 소재한 제록스 코오포레이숀에서 시판하는 잉크젯 인쇄기에 사용된다. 다른 일반적인 유형의 프린트 헤드는 "루프슈터(roofshooter)"이다. 이러한 프린트 헤드는 미국, 캘리포니아, 팔로 알토에 소재한 휴렛 팩커드 컴패니에서 시판하는 잉크젯 인쇄기에 사용된다.
열적 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄는 미국 특허 제5,422,664호(스테파니, "Method and Apparatus for Maintaining Constant Drop Size Mass In Thermal Ink Jet Printer")에 더욱 상세히 개시되어 있다.
연속 잉크젯 인쇄는 미국 특허 제4,929,966호(섹텐 등, "Continuous Ink Jet Printer with a Gravity Drain, Catcher System")에 더욱 상세히 개시되어 있다. 상기 문헌에서는 연속 잉크젯 인쇄기에서, 균일하게 이격된 잉크 방울의 기류가 오리피스 판으로부터 유출되는 액체 잉크 필라멘트에 대하여 소정 진동을 가함으로써 생성된다고 설명한다. 필라멘트는 오리피스 판과 연결된 프린트 헤드 공동부(cavity)에 가압상태의 잉크를 가함으로써 형성된다. 선택성 비하전 또는 하전 및 잉크 방울의 편향에 의해 잉크 방울 기류에 정보가 부여된다. 잉크 방울의 일부는 기록 매체로 보내지지만, 상당량의 비인쇄 잉크 방울은 포획 장치에 의해 차단되어 재순환을 위해 되돌려 보내진다. 종종 프린트 헤드 공동부는 오리피스 판과는 달리 배출구를 지니며(예, 작업 개시시 공동부 내부의 동적 압력 조절을 용이하게 하기 위함), 잉크 공급계 장치 또한 그러한 잉크 흐름을 재순환시킨다. 많은 용도에서, 잉크 저장소에 연결된 각종 다른 유체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 연속 잉크젯 인쇄기를 사용하여 잉크 공급 저장소의 내부에 연결된 진공 계를 제공한다. 저장소에 감압을 이용하여 프린트 헤드 배출 라인 및/또는 홈 스테이션(작업 개시 및 세정 작업이 일어나는 곳)으로부터 잉크를 회송시킨다. 상기 문헌에서 개시된 한 실시 형태에서, 잉크젯 인쇄기는 프린트 경로를 따라 잉크 방울의 기류를 안내하기 위한 잉크 방울 발생기, 잉크 공급 저장소 및 저장소로부터 잉크 방울 발생기로 잉크를 공급하기 위한 수단을 구비한 일종의 연속 잉크젯 인쇄기용의 개량된 잉크 회수 계를 구비한다고 설명하고 있다. 상기 회수 계는 (i) 비인쇄 잉크 방울을 수용하기 위한 잉크 방울 프린트 경로에 옆으로 인접하게 위치한 포획기 유입구, 포획기 배출구 및 유입구로부터 배출구를 향하여 아래로 기울어지게 위치한 배출 통로를 갖는 포획기와, (ii) 상기 포획기 배출구로부터 잉크 저장소로 연속하여 아래로 기울어진 회수관을 구비한다.
다색 연속 잉크젯 인쇄기는 미국 특허 제4,875,055호(맥캔 등, "Simplified Multicolor Fluid System for Continuous Ink Jet")에 개시하고 있다. 상기 문헌에서는 연속 잉크젯 인쇄기 시스템에서, 잉크가 가압 상태로 공진기 본체의 오리피스 공동부에 공급되고, 프린트 영역을 향하게 겨냥된 오리피스 판으로부터 연속 기류로서 배출된다고 설명하고 있다. 공진기 본체는 진동되어 잉크 기류를 균일한 크기 및 형상의 잉크 방울로 분리시킨다. 하전판 서브시스템은 기류 분리 지점에 근접 위치하고, 비인쇄 잉크 방울을 만들려고 한다면 잉크 방울을 선택적으로 하전시킨다. 하전된 비인쇄 잉크 방울은 포획기 서브어셈블리로 편향되어 주 잉크 공급기로 되돌려 보내진다. 비하전된 잉크 방울은 프린트 영역으로 이동한다. 미국 특허 제4,591,875호, 제4,607,261호 및 제4,614,948호에는 프린트 헤드가 프린트 작동 인쇄 경로를 따라 홈 스테이션을 앞뒤로 횡단할 수 있는 연속 잉크젯 인쇄기를 개시하고 있다. 상기 특허 제4,591,875호 및 제4,607,261호에는 잉크 저장소가 인쇄기의 유체관과 협력하여 연결 및 분리가 용이한 교체성 카트리지로 구성되는 유체 취급 계를 개시하고 있다.
전술한 내용을 통해 알수 있는 바와 같이, 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄기와 연속 잉크젯 인쇄기의 구조 및 작동은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있으므로, 본 명세서에서 더 이상 상세히 설명할 필요가 없다.
어떤 용도에서는 내구성 라벨이 필요하다. 이러한 내구성 라벨은 다음과 같은 종류의 정보를 표시하는데 사용될 수 있다. 그 예로는 바코드, 화학적 내용물에 대한 정보, 가격, 소유권 표시, 재고품 목록, 모델 번호 및 물품의 일련 번호(소위 "등급표"), 보증표 및 배선도가 있다. 이와같은 종류의 정보는 설비, 통신 설비, 주변 장치 및 부속물을 비롯한 컴퓨터, 전자 장치, 공업 제품 및 부품, 소매 상품, 자동차 및 수송 또는 선적되는 물품 또는 포장물에 내구성 있게 부착되는 것이 요망된다. 라벨 및 라벨스톡을 인쇄하기 위하여 수많은 다른 인쇄 기술을 이용할 수 있다. 이들 기술로는 열적 트랜스퍼, 잉크젯, 전자사진술 및 아닐린 인쇄술(flexography)을 들 수 있다. 상기 용도에 선택된 인쇄 기술은 편리하고도 저렴한 비용으로 내구성 라벨을 제공하면서 가변 정보, 즉 라벨의 정보가 다른 것으로 변하는 가변 정보를 인쇄할 수 있다. 잉크젯 인쇄술은 가변 정보를 지닌 라벨을 인쇄하고 다색 인쇄를 제공하는데 특히 적합하지만, 잉크젯으로 내구성 라벨을 인쇄하는 데에는 과적층체(overlaminate) 또는 보호막을 필요로 한다.
어떤 용도에서 접착제 라벨 내구성의 필요성은 마킹 시스템 및 라벨링 시스템의 내구성과 관련이 있는 미국 국립 기준 협회("ANSI")와 언더라이터 연구소("UL")에서 발행한 기준으로부터 분명히 알수 있다. 이러한 기준 및 시험법은 문헌[ANSI/UL 969~1991, "Standard for Marking and Labeling Systems"]에 설명되어 있다. 상기 ANSI/UL 기준은 명찰, 정보를 지닌 마커, 지시 마커 또는 식별 마커로 사용하기 위한 접착제 라벨에 적용되고, 라벨을 제조하기 위한 라벨 마커로 사용된 인쇄하지 않은 라벨스톡에 적용된다. 본 발명이 ANSI/UL 기준 969~1991의 필요 조건을 충족하는 라벨 및 라벨스톡으로 제한되는 것은 아니지만, 상기 기준은 본 발명의 라벨 및 라벨스톡의 내구성을 공지된 인쇄 재료와 비교하기 위한 유용한 좌표로 이용된다. 이 중에서, 969 기준은 시험 표면에 대한 라벨의 필수 접착력, 상의 판독성(legibility) 및 내긁힘성(resistance to scraping)에 관한 것이다. 내구성의 이들 지표는 표준 대기, 물, 고온 및 각종 오일 및 용매와 같은 다양한 환경에 특정 시간 동안 노출시킨 후에 측정하는 것이다.
인쇄된 라벨이 내구성을 지니기 위해서는 인쇄되는 기재, 접착제 및 상이 적당한 내구성을 지녀야만 한다. 인쇄 기재의 내구성은 이들의 화학적 조성에 의해 결정되며, 화학적 조성은 용해도와 기계적 마모, 마찰 및/또는 변형에 대한 이들의 저항성에 영향을 미친다. 접착제의 내구성은 이들의 화학적 조성에 의해 결정된다. 상의 내구성은 잉크 중의 착색제의 광견뢰도 및 내수성과, 잉크가 기재 내부 및 기재의 표면 아래(예, 미공성 중합체성 필름 기재의 기공 내부 및 표면 아래)에 흡수되는 정도에 의해 결정된다.
잉크젯 인쇄기에는 일반적으로 두 종류의 잉크 중 한 종류가 사용될 수 있다. 그 중 하나는 염료계 잉크이고, 다른 하나는 안료계 잉크이다. 염료계 잉크에 있어서, 잉크의 색상은 유체 담체에 가용성인 염료에 의해 부여된다. 주된 유체 담체는 통상 물과 글리콜의 혼합물(blend)이다. 이러한 염료계 잉크는 비교적 저렴하고, 가공이 용이하며, 장기간의 내구성이 필요치 않는 저가 용도에 적합하게 사용된다. 안료계 잉크에서, 색상은 유체 담체에 용해되었다기 보다는 분산되어 있는 입자에 의해 부여된다. 대부분의 안료는 유기 용매와 물에 불용성이며, 광견뢰도용으로 선택될 수 있다. 이와는 반대로, 대부분의 염료는 유기물이며, 열, 햇빛 및/또는 화학 약품에 노출되었을 때 덜 안정한 경향이 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 내구성이 있는 라벨 용도에는 안료계 잉크가 더 적합하다. 따라서, 내구성 라벨을 제조하기 위해서는 잉크젯 인쇄 기술에 사용될 수 있는 인쇄 재료와 안료계 잉크가 필요하다.
대부분의 잉크젯 인쇄 기재는 당해 기술 분야에서 알려져 있다. 이들 각각은 이들 자체의 유용성을 가지지만, 알려진 잉크젯 인쇄 기재 중에서 편리하고도 저렴하게 내구성 라벨을 제공할 수 있는 것은 없다.
잉크젯 인쇄용으로 시판되는 종이는 특수 코팅물을 가지며, 종종 실리카를 포함한다. 이들 코팅은 다량의 충전제를 포함하므로 다공성이다. 그러나, 종이 기재 그 자체는 내구성이 없다. 또한, 대부분의 코팅된 종이 기재는 인쇄 직후 비오염성이 되기에 충분치 못한 흡수능을 가진다.
상 내구성을 얻기 위한 방법은 필름 과적층물 또는 오버프린트(overprint) 니스를 사용하는 것이다. 필름 과적층물은 압감성 접착제를 지닌 플라스틱 필름으로 구성되며, 보호하고자 하는 상과 라벨 위에 위치한다. 오버프린트 니스는 액체형이거나 페이스트 형태이고, 보호하고자 하는 상과 라벨 위에 아닐린 인쇄기와 같은 적당한 인쇄기를 사용하여 코팅한다. 대부분의 일반 사용자들에 있어서, 이러한 방법들은 부가의 설비와 부품을 사용함으로써 발생하는 복잡성 및 비용 증가와, 필요로하는 처리 단계가 증가하기 때문에 바람직한 방법이 못된다.
실리카가 고함량으로 충전된 단일층의, 미공성, 고분자량 폴리에틸렌 필름은 미국, 펜실베니아, 피츠버그에 소재한 PPG 인더스트리스, 인코오포레이티드에서 시판하는 TESLIN™ 합성 인쇄 시이트로 알려져 있다. 이 필름은 잉크젯 인쇄가능하고, 내수성, 내약품성 및 내마모성을 지닌다고 알려졌다. 그러나, 이 필름은 검정 안료 잉크를 건조시키는데 필요로하는 시간이 너무 길고, 마찰에 대한 반응으로 상의 품질이 불량하게 되었으며, 특히 특정 유체에 노출된 후에 더욱 그러하다는 것이 관찰되었다. 또한, 상기 필름은 캘리퍼 0.18 mm(0.007 인치) 이하로는 시판되지 않으므로 인쇄기의 곡선 경로를 따라 시이트를 공급하는데 어려움을 줄 수 있다. 이러한 현상은 압감성 접착제 및 라이너가 존재하는 경우에 총 두께가 증가되므로 더욱 심화된다. 유사한 필름 구조가 미국 특허 제4,861,644호 및 제5,196,262호에 개시되어 있다.
따라서, 접착제 라벨 또는 라벨스톡으로 사용하기에 적합하고, 필름을 제조하거나 또는 인쇄한 후에 부가의 층 또는 처리를 필요로 하지 않고 용이하게 제조하고 인쇄할 수 있는 내구성 있는 잉크젯 인쇄 물질의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 잉크젯 인쇄가능한 미공성(microporous) 필름에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 내구성이 있는 잉크젯 인쇄가능한 미공성 필름, 이 필름을 포함하는 압감성 라벨 및 라벨스톡, 그리고 이 필름의 인쇄 방법에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 더욱 상세히 예시하고자 하며, 이 때 도면에서 같은 구조는 동일 숫자로 표시하였다.
도1은 본 발명의 미공성 필름과 드롭 온 디맨드 잉크젯 헤드의 부분 단면 개략도이다.
도2는 본 발명의 미공성 필름과 연속 잉크젯 프린트 헤드의 부분 단면 개략도이다.
도3은 본 발명의 접착제 라벨스톡의 단면도이다.
도4는 도3의 라벨스톡의 라벨 부분의 확대도이다.
도5는 본 발명의 미공성 필름을 제조하기 위한 방법과 장치를 도시한 부분 개략도이다.
발명의 상세한 설명
도1은 드롭 온 디맨드 잉크젯 프린트 헤드(10)의 부분 단면 개략도이다. 프린트 헤드(10)는 저장소(12)와 노즐(14)을 구비한다. 저장소(12)와 노즐(14)은 함께 일정량의 잉크(30)를 보관하기 위한 공동부를 형성한다. 노즐(14)의 선단부에는 오리피스(16)가 있고, 이곳에서 잉크(30)의 방울(34)을 프린트 헤드(10)로부터 배출시킨다. 배출 방식은 이하에서 더욱 상세히 설명하고자 한다. 잉크는 유입구(20)를 통해 저장소(12)에 공급된다. 또한, 프린트 헤드(10)는 구동 수단(18)도 구비한다. 상기 구동 수단(18)은 프린트 헤드(10)가 버블젯 인쇄기로도 알려진 열적 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄기에 사용될 때 통상 저항 가열기로 구성된다. 구동 수단(18)은 프린트 헤드(10)가 압전 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄기에 사용될 경우는 압전 결정으로 구성된다. 조절 인풋(22; 간략히 도시함)은 구동 수단(18)에 적당한 인풋을 제공하여 프린트 헤드(10)가 잉크 방울(34)을 미공성 필름(70)을 향하여 배출하도록 한다.
드롭 온 디맨드 프린트 헤드(10)의 작동 원리는 다음과 같다. 프린트 헤드(10)가 열적 드롭 온 디맨드 잉크젯 인쇄기에 사용되는 경우에, 구동 수단(18)은 열 에너지 발생기, 통상 저항기로 이루어진다. 저항기(18)는 적당한 조절 수단(도시하지 않음)으로부터 조절 인풋(22)에 의해 각각 전류 펄스가 지정되어 저항기(18)에 인접한 잉크(30)를 순간적으로 기화시켜서 저항기에 인접한 버블을 형성시킨다. 형성된 버블은 노즐(14)의 오리피스(16)을 통해 잉크 방울 전구체(32)로 배출된다. 버블이 성장함에 따라, 잉크 방울 전구체(32)는 노즐(14)에서 팽창되고, 잉크의 표면 장력에 의해 오목한 형태를 유지한다. 저항기(18)에서 전류 펄스를 제거하면, 저항기는 냉각되기 시작하고, 저항기에 인접한 버블은 붕괴되기 시작한다. 저항기(18)에 인접한 버블이 붕괴되기 시작할 때, 노즐과 버블 사이의 저장소(12)에 있는 잉크(30)는 붕괴되는 버블을 향하여 이동하기 시작하여 노즐(14)에서 잉크(30)의 체적 수축을 유발하고, 그 결과 팽창된 잉크(32)를 잉크 방울(34)로 분리시킨다. 버블이 성장하면서 노즐(14)에서 배출되는 잉크(30)는 가속화되어 잉크 방울(34)의 운동량과 속도를 기록 매체로 제공된 미공성 필름을 향하여 거의 직선 방향이 되게 한다. 프린트 헤드(10)와 미공성 필름(70)은 당해 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 상호 병진 운동(translation)하여 잉크 방울(34)을 미공성 필름(70)의 소정 위치로 안내하므로써 소정 상을 형성시킬 수 있다.
드롭 온 디맨드 프린트 헤드(10)가 압전 프린트 헤드로 이루어진 경우에, 그 작동은 다음과 같은 차이점을 제외하고는 전술한 열적 프로세스와 동일하다. 구동 수단(18)은 압전 결정으로 이루어진다. 조절 인풋(22)에 의해 전기 신호를 결정(18)에 가하면 결정(18)에 작은 치수 변화가 유발되어 펌프와 유사한 거동을 일으킨다. 이러한 치수 변화에 의해 잉크 방울 전구체(32)는 노즐(14)의 오리피스(16)를 빠져나오게 된다. 전기 신호가 사라지고, 결정(18)이 이완되면, 잉크 방울(34)은 잉크(30)로부터 분리되고, 전술한 바와 같이 미공성 필름(70)을 향하여 추진된다.
도2는 연속 잉크젯 프린트 헤드(40)의 부분 단면 개략도이다. 프린트 헤드(40)는 오리피스(44)를 지닌 노즐(42)을 구비한다. 펌프(48; 개략적으로 도시함)는 공급 라인(58)을 통해 프린트 헤드(40)의 유입구(46)에 가압 상태의 잉크(30)를 제공한다. 펌프(48)에서 가해진 압력은 노즐(42)의 오리피스(44)에서 잉크(30)를 연속적으로 방출시킨다. 프린트 헤드(40)는 공진기 본체로 작용하거나, 또는 공진기 본체와 연통할 수 있다. 공진기 본체는 예를 들면 잉크(30)의 기류를 균일한 크기와 형태를 지닌 잉크 방울(34)로 분리시키기 위하여 압전 결정을 사용하여 진동시킨다. 하전판(60a 및 60b)을 구비한 하전판 서브시스템은 기류 분리점과 인접하게 위치하고, 필름(70)에 상을 인쇄하고자 하는 잉크 방울(34a)을 선택적으로 하전시킨다. 하전되지 않은 비인쇄 잉크 방울(34b)은 포획 서브어셈블리로 편향되고, 이들은 주 잉크 공급기에 되돌려 보내진다. 포획 서브어셈블리는 사용하지 않은 잉크 방울을 포획하기 위한 홈통(52)과 이 잉크를 잉크 공급기(50)에 이송하기 위한 공급 라인(54)을 구비한다. 이어서, 이들 사용되지 않은 잉크는 공급 라인(56)을 거쳐 펌프(48)에 제공되어 프린트 헤드(40)로 재순환된다. 하전판(60a, 60b)에 의해 잉크 방울(34a)에 부여되는 전하량을 변화시켜 조절판(62a, 62b)에 의해 상기 잉크 방울의 편향을 변화시킬 수 있다. 잉크 방울(34a)의 편향을 변화시켜 잉크 방울을 미공성 필름(70)의 소정 위치로 안내하므로써 소정 상을 형성시킨다. 또한, 프린트 헤드(40)는 필요에 따라 미공성 필름(70)에 대해 병진운동하여 잉크 방울(34a)을 안내할 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 시판용 잉크젯 인쇄기 및 안료계 잉크로는 잉크젯 카트리지 HP51629A를 이용하는 휴렛 팩커드 DeskJet™ 및 DeskWriter™ 인쇄기 모델 600C 및 660C; 잉크젯 카트리지 HP51645A를 이용하는 인쇄기 모델 850C 및 855C; 잉크젯 카트리지 HP51640A를 이용하는 인쇄기 모델 1200C; 잉크젯 카트리지 HP51645A를 이용하는 인쇄기 모델 1600C/CM; 잉크젯 카트리지 HP51640A 및 HP51626A를 이용하는 Design Jet™ 인쇄기 모델 650C(이들 모두는 미국, 캘리포니아, 팔로 알토에 소재한 휴렛 팩커드 컴패니에서 시판함)을 들 수 있으나, 이들로 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 미공성 필름은 다른 잉크젯 인쇄기, 잉크젯 잉크(예컨대, 염료계 잉크) 및 다른 인쇄 방법으로도 유리하게 사용할 수 있다.
도3은 미공성 필름(70)이 포함된 라벨스톡(80)의 단면도이다. 필름(70)은 전술한 바와 같이 잉크(30)를 수용하기 위한 제1 표면(72)과, 제1 표면(72)의 반대쪽에 있는 제2 표면(74)을 포함한다. 접착제 층(76)은 필름(70)의 제2 표면에 제공된다. 릴리이즈 라이너(78)는 당해 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 접착제(76) 위에 임의로 제공될 수 있으며, 접착제는 압감성 접착제인 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 접착제가 코팅된 라벨스톡을 제조하는데 유용한 접착제는 압감성 접착제와 비압감성 접착제(예, 열용융형 접착제 및 경화성 접착제) 모두를 포괄한다. 압감성 접착제는 통상 실온에서 점착성이 있고, 가벼운 손가락 압력 정도의 압력에 의해서도 표면에 부착될 수 있으나, 비압감성 접착제는 용매, 열 또는 방사선 활성화 접착제 계를 포함한다. 압감성 접착제는 본 발명에 사용하기 적합한 부류의 접착제이다. 본 발명에 유용한 접착제의 예로는 폴리아크릴레이트; 폴리비닐 에테르; 디엔 함유 고무(예, 천연 고무), 폴리이소프렌 및 폴리이소부틸렌; 폴리클로로프렌; 부틸 고무; 부타디엔-아크릴로니트릴 중합체; 열가소성 탄성중합체; 스티렌-이소프렌과 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체와 같은 블록 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 중합체 및 스티렌-부타디엔 중합체; 폴리 알파 올레핀; 비결정성 폴리올레핀; 실리콘; 에틸렌 함유 공중합체, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸아크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트; 폴리우레탄; 폴리아미드; 에폭시; 폴리비닐피롤리돈 및 비닐피롤리돈 공중합체; 폴리에스테르 및 이들의 혼합물의 일반 조성물을 주성분으로 하는 접착제를 들 수 있다. 그 외에도, 접착제는 점착부여제, 가소제, 충전제, 산화 방지제, 안정화제, 안료, 확산 입자, 경화제 및 용매와 같은 첨가제를 포함할 수 있다.
유용한 압감성 접착제의 일반적인 설명이 문헌[Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 13권, Wiley-Interscience Publishers(뉴욕, 1988)]에 개시되어 있다. 유용한 압감성 접착제에 대한 부가의 설명이 문헌[Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1권, Interscience Publishers(뉴욕, 1964)]에 개시되어 있다.
본 발명에 유용한 다른 압감성 접착제는 특허 문헌에 개시되어 있다. 이들 특허의 예로는 미국 재발행 특허 제24,906호(울리치), 미국 특허 제3,389,827호(아베레 등)(칼럼 4~칼럼5), 미국 특허 제4,080,348호(코프맨), 미국 특허 제4,136,071호(코프맨), 미국 특허 제4,181,752호(마텐스 등), 미국 특허 제4,792,584호(시라키 등), 미국 특허 제4,883,179호(영 등) 및 미국 특허 제4,952,650호(영 등)를 들 수 있다. 시판 접착제도 본 발명에 유용하다. 시판 접착제의 예로는 미국, 미네소타, 세인트 폴에 소재한 3M 컴패니; 미국, 미네소타 세인트 폴에 소재한 H.B. 풀러 컴패니; 미국, 오하이오, 콜롬버스에 소재한 센츄리 어드헤시브 코오포레이숀; 미국, 뉴저지, 브릿지워터 소재의 내쇼날 스타치 앤드 케미칼 코오포레이숀; 미국, 펜실베니아, 필라델피아에 소재한 롬 앤드 하스 컴패니 및 미국, 펜실베니아 앨린타운에 소재한 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스에서 시판하는 접착제를 들 수 있다.
한 바람직한 실시 형태에서, 미공성 필름(70), 접착제(76) 및 릴리이즈 라이너(78)를 포함하는 라벨스톡(80)은 결상(imaging)을 위해 잉크젯 인쇄기를 통해 공급된다. 물론, 결상용으로 잉크젯 인쇄기에 공급되는 미공성 필름(70) 그 자체도 본 발명에 속한다. 이어서, 결상된 필름(70)은 소정 표면에 부착하기 위한 라벨스톡 또는 라벨(80)로 전환된다. 별법으로, 결상된 필름(70)은 예를 들어, 적당한 홀더 또는 프레임에 설치되거나 또는 표면에 부착되는 방식으로 그대로 사용 될 수 있다.
미공성 필름(70)은 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체(EVOH)를 포함한다. 상기 공중합체는 불균일한 형태의 복수개의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 입자들이 랜덤하게 이격 분산된 내부 구조를 갖는 것이 바람직하다. 상기 입자들은 피브릴에 의해 서로 연결된 것이 바람직하다. EVOH 필름은, (a) 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 공중합체의 융점에서 용해되어 용액을 형성하되, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 결정화 온도 이하로 냉각시키면 상이 분리되는 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 상용성 중합체 또는 화합물의 혼합물을 용융 혼합시키는 단계, (b) 상기 용융 혼합된 혼합물을 필름으로 만드는 단계, (c) 상기 필름을 상용성 공중합체 또는 화합물과 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 사이에 상분리가 일어나는 온도로 냉각시켜서, 제2 상의 상용성 중합체 또는 화합물 중에 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 입자를 포함하되, 인접한 에틸렌 비닐 알콜 중합체 입자들은 서로 이격되어 있으나 다수개의 연속 영역을 갖는 것인 제1 상의 응집물인 필름을 제공하는 단계 및 (d) i) 인접한 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 입자를 갖는 필름을 수집하여 서로 상호 연결된 미세한 기공의 네트웍을 형성시키거나, 또는 ii) 습윤시키는 동안 상용성 중합체 또는 화합물을 물로 추출하고, 상기 필름을 한 방향 이상으로 연신시켜서 인접한 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 입자들을 서로 더 분리시키고, 연속 영역에서 에틸렌 비닐 알콜 공중합체를 영구적으로 가늘게 만들어 이들 사이에 피브릴을 형성시키거나, 또는 iii) 상기 상용성 중합체 또는 화합물을 유기 용매로 추출하는 단계를 통해 제조할 수 있다.
상용성 중합체 또는 화합물을 유기 용매로 추출함으로써 필름으로부터 제거하는 경우에, 상용성 중합체 또는 화합물을 제거하기 직전 또는 직후에 필름을 가열 상태로 임의로 연신시켜 인접한 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 입자들을 서로 더욱 분리시키고, 연속 영역에서 에틸렌 비닐 알콜 공중합체를 영구적으로 가늘게 만들어서 그 사이에 피브릴을 형성시킬 수 있다. 상기 상용성 중합체 또는 화합물은 다가 알콜인 것이 바람직하다.
상기 방법에 의해 형성된 EVOH 미공성 필름은 원래 친수성이고, 다공도는 약 10 내지 75%이며, 인장 특성이 우수하다.
상용성 중합체 또는 화합물을 제거하고 연신시키기 전에 형성된 필름은 일반적으로 투명하거나 또는 반투명이고, 제2 상의 상용성 중합체 또는 화합물 중의 제1 상의 EVOH 입자의 응집물로 구성된다. 상기 입자는 중합체의 구정(spherulite) 및 구정 응집물로 정의되며, 상기 상용성 중합체 또는 화합물은 입자 사이의 공간을 점유한다. 공중합체의 인접 입자들은 이격되어 있으나, 이들은 다수개의 연속 영역을 가진다. 즉, 공중합체 입자는 일반적으로 상용성 중합체 또는 화합물에 의해 둘러싸여지거나 또는 코팅되지만, 완전히 그러한 것은 아니다. 인접한 공중합체 입자들 사이에는 접촉 영역이 존재하며, 한 입자에서 다음 인접 입자에 공중합체의 연속체가 존재하여 연속 영역을 이룬다.
연신될 때, 공중합체 입자들은 멀리 잡아당겨져서, 연속 영역에서 공중합체를 영구적으로 가늘어지게 하여, 피브릴를 형성하고, 상호 연결된 미세한 기공들의 네트웍을 형성한다. 이러한 영구적인 연신화에 의해 필름은 영구적으로 반투명해지거나 또는 불투명해진다. 또한, 연신후 상용성 중합체 또는 화합물을 제거하면, 상용성 중합체 또는 화합물은 형성된 EVOH 입자의 표면에 적어도 부분적으로 코팅되거나 또는 둘러싸여진 상태로 잔존한다. 물론, 코팅 정도는 공중합체 입자 표면에 대한 상용성 중합체 또는 화합물의 친화성, 상용성 중합체 또는 화합물이 액체인지 고체인지의 여부, 코팅을 연신 제거했는지 파괴했는지의 여부 및 기타 관련 인자들에 의해 좌우된다. 상기 입자는 통상 연신후에도 적어도 부분적으로 코팅되어 있다. 실질적으로 거의 모든 입자들은 피브릴에 의해 연결되는 것으로 보인다.
미세한 기공의 크기는 연신도, 상용성 중합체 또는 화합물의 사용량, 용융 급냉 조건, 상용성 중합체 또는 화합물의 제거 공정 및 열 안정화 공정을 변화시킴으로써 용이하게 조절된다. 대부분의 경우에, 피브릴은 연신에 의해 절단되지 않는 것으로 보이지만, 이들은 이들의 탄성 한계를 넘어서 영구적으로 연신되어 신장력이 해제되어도 이들의 원래 위치로 탄성 회복되지 못한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "연신(stretching)"은 필름을 영구적으로 변형시키거나 또는 신장시키기 위하여 탄성 한계를 넘어 연신시키는 것을 의미한다.
에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체일 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌 단위 함량이 약 20 몰% 내지 90 몰%, 더 바람직하게는 약 25 몰% 내지 50 몰%이다. 상기 공중합체의 비누화도는 공중합체 중의 비닐 알콜의 단위를 기준으로 바람직하게는 약 80 몰% 이상, 더 바람직하게는 약 95 몰% 이상이다. 불충분한 비누화도는 어떤 목적에 필요한 습식 기계적 특성을 불충분하게 만든다. 바람직하게는, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 수 평균 분자량은 약 2000 g/몰 이상, 더 바람직하게는 약 20,000 g/몰 이상, 가장 바람직하게는 약 40,000 g/몰 이상으로, 공중합체의 분자량이 높을수록 보다 우수한 가공 특성 및 강도 특성을 나타낸다.
에틸렌 단량체와 비닐 알콜 단량체는 메타크릴산, 비닐 클로라이드, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 비닐 피롤리돈과 같은 기타 공중합성 단량체와 함께 공중합됨으로써 공중합성 단량체의 함량이 약 15 몰% 이하인 삼공중합체를 형성한다. 작용기가 삼공중합체 중의 공중합성 단량체의 산물로서 존재하는 경우에, 작용기는 가교 위치를 제공할 수 있다. 방사선 조사, 예컨대 자외선, 전자빔 또는 감마 조사에 의해 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 또는 삼공중합체에 가교 결합을 도입할 수 있다. 가교 결합은 무기 가교제(예, 붕소 화합물) 또는 유기 가교제(예, 디이소시아네이트 또는 디알데히드)로 처리함으로써 막을 형성시키기 전 또는 후에 에틸렌 비닐 알콜 공중합체에 도입될 수 있다. 또한, 상기 가교제는 상 분리에 악영향을 미치지 않는 한 용융 혼합물에 포함될 수 있다. 유용한 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 비닐 알콜 단위의 작용성 히드록실기가 포름알데히드, 아세트알데히드, 부티르알데히드 또는 벤즈알데히드와 같은 알데히드와 부분적으로 가교된 화합물이지만, 바람직한 화합물은 그 양이 약 30 몰% 이하인 화합물이다.
미공성 재료를 제조하기 위하여 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 혼합시키기에 적합한 화합물은 실온에서 액체 또는 고체이며, 상기 공중합체는 공중합체의 융점에서 용해되어 용액을 형성하는데, 공중합체의 결정화 온도 이하로 냉각시키면 상 분리가 일어난다. 이들 화합물의 비점은 대기압에서 적어도 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 융점 만큼 높은 것이 바람직하다. 그러나, 비점이 낮은 화합물은 초대기압을 사용하는 경우에 화합물의 비점을 적어도 결정성 중합체의 융점 만큼 높게 상승시킬 수 있다. 일반적으로, 적당한 화합물은 결정성 중합체 보다 낮은 수치의 용해도 변수 및 수소 결합 변수를 가진다.
에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 혼합시키기에 적합한 화합물로는 다가 알콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 글리세린이 있다. 다가 알콜의 수 평균 분자량은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와의 충분한 상용성을 제공하기 위하여 약 600 g/몰 이하인 것이 바람직하다.
공중합체와 상용성 중합체 또는 화합물의 특정 배합물로는 1종 이상의 공중합체, 즉 2종 이상의 공중합체 및/또는 1종 이상의 상용성 중합체 또는 화합물의 혼합물을 들 수 있다. 필요에 따라, 상기 공중합체에는 임의로 그 내부에 종래의 특정 첨가제를 포함시킬 수 있고, 상기 첨가제의 양은 미공성 물질의 형성을 방해하지 않고 첨가제가 삼출되지 않는 범위로 제한되어야 한다. 이러한 첨가제의 예로는 대전 방지제, 산화 방지제, 염료, 가소제, 탄성중합체, 자외선 광 흡수제 등이 있다. 이들을 사용할 때, 그 함량은 통상 공중합체 성분의 중량을 기준으로 약 10 중량% 이하이고, 바람직하게는 약 2 중량% 이하이다.
용융 혼합물은 바람직하게는 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 약 30 중량% 내지 약 80 중량%와, 상용성 중합체 또는 화합물 약 20 중량% 내지 약 70 중량%를 포함하고, 더 바람직하게는 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 약 40 중량% 내지 약 70 중량%와, 상용성 중합체 또는 화합물 약 30 중량% 내지 약 60 중량%를 포함한다. 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 상용성 중합체 또는 화합물은 용융물의 취급을 용이하게 하기 위하여 이들 용융 혼합물의 융점 이상의 온도, 바람직하게는 융점보다 약 10 내지 100℃ 더 높은 온도로 가열시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 EVOH 필름은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체와 상용성 중합체 또는 화합물을 포함하는 용융 혼합물을 시이트 또는 층과 같은 형상의 필름으로 캐스팅함으로써 제조할 수 있다. 사용된 특정 공중합체에 따라, 필름은 적당한 온도, 바람직하게는 순수한 공중합체의 평형 융점보다 적어도 약 60℃ 더 낮은 온도의 냉각욕에서 냉각시켜 적절한 냉각속도를 제공한다. 예를 들면, 평형 융점이 175℃인 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 용융 혼합물의 경우에 냉각 온도는 약 40℃ 내지 약 120℃ 이상이다. 특정 공중합체/상용성 중합체 또는 화합물 계에서 최적 상 분리를 만들기에 적당한 온도 범위를 확인하기 위해서는 최소한의 실험을 행해야 하며, 이것은 당해 기술 분야의 당업자에게는 잘 알려진 사항이다.
EVOH 미공성 필름의 획득은 냉각 속도에 좌우된다. 냉각시키는 동안, 용융 혼합된 혼합물 중의 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 결정화 온도에 도달할 때까지 용융 혼합물로부터 열을 제거하여, 공중합체를 고화시키고 상 분리시킨다. 냉각 온도가 순수한 공중합체의 평형 융점보다 약 160℃ 더 낮은 경우에는 용융 혼합물이 너무 빠르게 냉각되어 강하고 투명한 단일상을 형성하지만, 연신에 의해 균일한 미공성을 부여하는 것은 실질적으로 불가능해 진다.
도5를 참고로 하여 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 방법을 예시하고자 한다. 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 압출기(110)의 호퍼(112)에 공급된다. 상용성 중합체 또는 화합물은 압출기의 출구(117)와 호퍼(112) 사이의 중간 위치의 압출기 벽에 위치한 포트(111)를 통해 적당한 공급 장치(113)에 의해 압출기(110)로 공급된다. 압출기는 3개 이상의 영역(114, 115 및 116)을 갖는 것이 바람직하며, 상기 영역은 각각 출구(117)를 향하여 낮아지는 온도로 가열된다. 슬릿 간격이 약 25 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터인 슬롯 다이(119)는 압출기 다음에 위치한다. 압출기 출구(117)와 슬롯 다이(119) 사이에 정적 혼합기(118)와 같은 적당한 혼합 장치를 이용하는 것이 역시 바람직하다. 공중합체와 상용성 중합체 또는 화합물의 혼합물은 압출기와 정적 혼합기(사용되는 경우)를 통과할 때, 용융 혼합물의 융점보다 약 10℃ 또는 그 이상 높지만, 공중합체의 열분해 온도보다는 낮은 온도에서 가열 혼합되어 용융 혼합물을 형성하고, 이 혼합물은 슬롯 다이(119)를 통해 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 결정화 온도 이하의 적당한 온도로 유지된 급냉 휠(120) 위에서 층(125) 형태로 압출된다.
이어서, 상용성 중합체 또는 화합물을 제거할 필요가 있는 경우에는 냉각된 필름을 급냉 휠(120)에서 상용성 중합체 또는 화합물 제거욕(121)으로 보낸다. 이 제거욕은 상용성 중합체 또는 화합물은 용해되나 에틸렌 비닐 알콜 공중합체는 용해되지 않는 기타 용매 또는 물을 포함한다. 물을 추출욕으로 사용하는 경우에, 필름은 종방향 연신기(122)와 횡방향 연신기(123)를 거쳐서 권취 롤러(124)에서 롤 형태로 권취하는 것이 바람직하다. 상용성 중합체 또는 화합물을 제거하기 위하여 물 이외의 용매를 사용한 경우에, 필름은 연신시키기 전에 건조시키고, 가열 상태, 예컨대 약 70℃ 내지 140℃에서 연신시킨다. 도5의 장치에 도시된 바와 같이 두방향으로 연신시키는 것은 물론 임의 사항이다.
혼합된 용융물로부터 막 재료를 형성하기 위한 다른 방법은, 압출된 용융물을 패턴화된 냉각 롤에 캐스팅하여 혼합물이 냉각 롤과 접촉하지 않은 영역을 제공하므로써 실질적으로 균일한 두께의 패턴화된 표면을 지닌 막을 형성시키는 방법인데, 여기서 패턴화된 표면은 미공도가 높은 비노출(skinless) 영역과 미공도가 감소된 노출(skinned) 영역을 가진다. 이 방법은 미국 특허 제5,120,594호(Mrozinski)에 개시되어 있다. 별법으로, 용융 혼합물을 형성하기 위해 사용된 상용성 중합체 또는 화합물로 코팅된 휠에 막 재료를 캐스트시킬 수 있다. 이어서, 막 재료를 전술한 바와 같이 추출한 후 배향, 즉 연신시킬 수 있다.
미공성 필름의 다공도는 연신에 의해, 통상 길이(신장)가 약 10% 증가될 수 있다. 총 면적을 약 10% 내지 약 1200% 증가시키는 연신이 일반적으로 유용하다. 필요한 실제 연신량은 필름의 특정 조성 및 원하는 다공도의 정도에 따라 달라진다. 연신은 한 방향 이상으로 연신을 제공할 수 있는 임의의 적당한 장치에 의해 제공될 수 있으며, 종방향 및 횡방향 둘다로 연신될 수 있다. 연신은 균일하고 조절된 다공도를 얻기 위하여 균일하게 행해야 한다.
본 발명의 미공성 시이트 재료는 종래의 잘 알려진 기술, 예컨대 연신된 시이트를 잡아당기면서 열 안정화 온도로 가열시키는 방법에 따라 치수 안정화되는 것이 바람직하다.
본 발명의 미공성 필름을 어닐링, 즉 열 처리시키는 것이 아니라 건조시키는 경우에, 필름은 일정 온도 및 습도에서 평형을 유지하는 한 치수 안정성을 가진다. 온도와 습도가 변하는 조건 하에서 치수 안정성은 어닐링 온도가 높아질수록 향상될 수 있다. 열 또는 물에 노출되었을 때 일어나는 수축 현상은 미공성 필름을 노출 후 필름의 기공으로부터 다른 화합물을 배출시키거나 또는 수분을 표시하는데 유용하도록 만들어 주는 특성이다. 인쇄 용도에서, 이러한 현상은 열 및 습도하에서 미공성 필름 및 임의의 릴리이즈 라이너의 부적당한 치수 변화에 의해 유발된 말림 현상을 회피하는데 바람직하다. 이는 릴리이즈 라이너와 미공성 필름이 실질적으로 동일한 팽창율을 갖도록 선택함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 필름은 일반적으로 차후 취급 공정에서 충분한 인장 강도를 가지며, 인장 강도는 사용된 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 인장 강도, 연속 영역, 연신 정도 및 각종 공정 조건에 따라 달라진다.
상용성 중합체 또는 화합물은 미공성 시이트로부터 제거되어 에틸렌 비닐 알콜 공중합체만으로 제조된 독특한 미공성 시이트를 제공할 수 있다. 다가 알콜은 추출, 휘발 또는 임의의 다른 편리한 방법에 의해 제거될 수 있다. 바람직한 추출 용매로는 물과 유기 용매(예, 이소프로필 알콜, 에탄올, 메탄올, n-부탄올, 히드로클로로플루오로탄소, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 1,1,1-트리클로로에탄)를 들 수 있다.
미공성 EVOH 필름(70)의 각종 실시 형태를 예시함에 있어서, 다음과 같은 용어들을 사용하였다. 다공도는 다공도%로 표시되는 값으로, 측정된 미공성 EVOH 필름의 밀도를 EVOH의 벌크 밀도로 나눈 다음, 그 값을 1에서 빼고, 100을 곱한 값이다. "다공도%"는 본 명세서 전반에 걸쳐 사용하였다. 버블 점은 미공성 EVOH 필름의 기공의 최대 한계 기공 직경("MLPD")의 척도이며, 이 값은 ASTM F 316-86, "Standard Test Methods for Pore Size Characteristics of Membrane Filters by Bubble Point and Mean Flow Pore Test"에 따라 측정한다. 이 시험은 필름을 예비 습윤시킨 다음 미공성 필름을 통해 최초의 연속 버블을 발포시키는데 필요한 최소 압력을 측정하는 것인데, 버블은 액체 층을 통해 상승하는 것을 보고 검출할 수 있다. 상기 압력을 사용하여 기공의 항복(flow-limit) 직경을 계산한다. "최대 한계 기공 직경"(이것의 약어는 MLPD임)은 본 명세서 전반에 사용되고 있는데, 전술한 표준 시험법에 따라 측정한 것이다. "기공 체적"은 필름의 소정 단위 표면적당 필름의 기공 체적을 말한다. 기공 체적은 다공도%를 필름의 두께(마이크로미터 단위)로 곱한 다음, 100으로 나누어서 구한 값으로 제곱 밀리미터당 나노리터(nL/mm2)로 나타내었다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 미공성 필름의 두께는 다른 특성들을 계산하기 위하여 기록 또는 사용하였고, 이 값은 3 위치에서 4개 층의 필름의 두께를 합하여 측정하고, 3 위치의 평균 적층 두께는 상기 값을 4로 나눈 값이다.
안료계 잉크를 사용하여 미공성 EVOH 필름(70)를 결상시킬 때, 안료 입자는 필름과 상부 표면(72)의 아래에 있는 기공으로 운반될 필요가 있다. 입자가 기공 안으로 운반됨으로써 입자가 필름의 표면을 문지르거나, 액체에 의해 필름으로부터 휩쓸러 가거나 또는 쉽게 제거되는 것이 억제된다. 기공 직경은 안료 입자를 수용할 정도로 커야만 한다. 그 외에도, 안료 입자의 유체 담체는 EVOH 중합체를 적셔서 담체와 안료 입자를 기공안으로 유동시켜야만 한다. 기공 체적은 필름에 잉크젯되는 잉크량을 흡수하기에 충분해야만 한다.
잉크를 흡수하는 기공 체적을 고려함에 있어, 도4를 참조하여 설명하고자 한다. 도4는 미공성 필름(70)의 제2 표면(74)에 접착제(76)를 갖는 라벨의 단면도이다. 필름(70)의 총 두께는 (a)로 나타내었다. 표면(74)을 통해 필름(70)에 흡수된 접착제(76)의 두께는 (b)로 나타내었다. 따라서, (c)는 잉크가 흡수될 수 있는 유효 필름 두께이다. (b)는 수은 미공도 측정 장치와 같은 측정 기술을 사용하여 얻은 데이터로 부터 계산할 수 있다. 일반적으로 두께(b)는 라벨스톡(80)이 인쇄되기 전에 보관되는 시간, 압력 및 온도와 필름(70)의 다공도, 접착제(76) 조성과의 함수이다. 필름 그 자체의 기공 체적은 필름의 전체 두께(a)에 대한 것을 계산할 수 있다. 그러나, 접착제가 필름 두께에 부분적으로 흡수되는 경우에, 유효 기공 체적은 필름의 두께(c)에 대한 기공 체적의 양이다. 상을 급속히 또는 즉시 건조시킨 경우에, 필름의 표면(72)에 침착된 잉크량을 흡수하는데 충분한 유효 기공 체적을 가지는 것이 요망된다. 그러나, 유효 기공 체적이 잉크를 흡수하는데 필요로하는 최저량을 초과하는 경우에, 잉크는 표면으로부터 필름으로 더욱 깊이 흡수되어 상의 광학 밀도를 감소시킨다. 따라서, 건조 시간과 광학 밀도의 바람직한 조합을 얻기위해 유효 기공 체적을 선택하는 것이 요망된다.
본 발명의 필름을 최근에 시판되는 데스크 탑 잉크젯 인쇄기에 사용하는 경우에, 기공 체적이 25 nL/mm2이상인 것이 거의 모든 잉크를 필름의 표면에 흡수시키는데 유용하다. 이것은 두께, MLPD 및 다공도%의 소정 조합을 선택함으로써 얻을 수 있다. 그러나, 특정 인쇄기 또는 필름 용도에 있어서, 기공 체적은 더 작아지거나 또는 커질 수 있다. 예를 들면, 선택된 특정 잉크젯 인쇄기의 잉크 방울 적하량이 증가하면, 필름의 기공 체적은 증가하는 것이 바람직하다. 또한, 최근에 시판되는 잉크젯 잉크 중의 안료 입자를 흡수하기 위해서는 MLPD가 0.1 마이크로미터 이상인 것이 바람직하다. 또, 이것은 선택된 잉크 및 필름의 용도에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 한 바람직한 필름의 MLPD는 약 0.5 마이크로미터이고, 기공 체적은 약 40 nL/mm2이며, 두께는 약 100 마이크로미터(0.004 인치)이다.
선형 속도식의 워시본(Washburn) 수학식 1은 기공 반경(r), 잉크 액체 표면 장력(σ) 및 점도(μ), 액체와 모세관 벽 사이의 동력학 전진 접촉각(θ) 및 이미 충전된 모세관의 길이(x)가 침투 속도(v)에 미치는 영향을 나타낸다.
v = (r) (σ) (cos(θ)) / 4 (μ) (x)
양수 값의 속도를 얻기 위해선 cos(θ)는 양수이어야 한다. 따라서, 특정 잉크에 대하여 측정한 전진 접촉각은 0°내지 90°이며, 이는 기공에 잉크 유체 담체가 흡수되기 위하여 잉크 유체가 중합체에 습윤되어야만 함을 뜻한다. 잉크가 비오염성이 되려면 기공으로의 침투가 일어나야 한다. 접촉각(θ)이 작아지면, 침투는 더 빨라지고, 건조 시간은 짧아진다. 인쇄된 기재를 인쇄한 직후에 용이하게 취급하고 적층시킬 수 있기 위해서는 빠른 침투가 요망된다.
본 발명의 실시는 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예들은 다양한 특정 실시 형태 및 바람직한 실시 형태와 기술을 예시하고자 제시한 것이다. 그러나, 이들은 본 발명의 범위내에서 다양하게 변경 및 수정이 가능하다.
발명의 개요
본 발명은 기록 매체에 상을 잉크젯 인쇄술로 인쇄하는 방법을 제공한다. 이 방법은 a) 다수의 잉크 방울이 기록 매체를 향하도록 안내하는 단계(이 때, 기록 물질은 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름으로 이루어짐), b) 잉크 방울을 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 제1 표면과 접촉시켜 제1 표면에 소정 상을 부여하는 단계 및 c) 잉크가 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공에 흡수되는 단계를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 필름의 두께는 0.0015 인치 내지 0.006 인치이다.
상기 방법의 다른 바람직한 측면에서, 잉크는 유체 담체에 현탁된 다수개의 안료 입자를 포함하고, 상기 단계 c)는 상기 입자가 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공에 흡수되는 것을 포함한다. 상기 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 필름은 안료 입자를 흡수하기에 충분한 최대 한계 기공 직경을 갖는다. 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 필름의 최대 한계 기공 직경은 0.1 마이크로미터 이상이다. 또다른 바람직한 실시 형태에서, 필름의 최대 한계 기공 직경은 0.4 마이크로미터 이상이다.
상기 방법의 다른 바람직한 측면에서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름은 필름을 향해 안내된 모든 잉크를 흡수하기에 충분한 기공 체적을 가진다. 즉 상기 필름의 기공 체적은 25 nL/mm2이상이거나, 또는 25~300 nL/mm2이다.
상기 방법은 c) 단계 이후에, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 제2 표면에 접착제를 제공하는 d) 단계를 임의로 더 포함할 수 있다. 한 바람직한 실시 형태에서, 상기 접착제는 압감성 접착제이다. 다른 실시 형태는 압감성 접착제의 노출면에 릴리이즈 라이너를 제공하는 e) 단계를 더 포함한다.
상기 방법은 a) 단계 이전에, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 제2 표면에 접착제를 제공하는 a') 단계를 임의로 더 포함할 수 있다. 이 방법의 한 실시 형태에서, 상기 접착제는 압감성 접착제이고, a') 단계는 압감성 접착제의 노출면에 릴리이즈 라이너를 제공하는 단계를 더 포함한다.
상기 방법의 제1 특징은 상이 인쇄된 후 1분 이내에 건조한 촉감을 가진다는 것이다. 제2 특징은 상이 거의 인쇄되자 마자 건조한 촉감을 가진다는 것이다.
또한, 본 발명은 하기 a) 내지 c) 단계를 포함하여, 기록 매체에 상을 잉크젯 인쇄술로 인쇄하는 방법에 관한 것이다. a) 다수의 잉크 방울이 기록 매체를 향하도록 조절하는 단계(이 때, 잉크는 유체 담체에 현탁된 다수개의 안료 입자를 포함하고, 기록 물질은 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름으로 이루어지며, 필름은 잉크를 흡수하기에 충분히 큰 기공 체적을 가지며, 상기 입자를 흡수하기에 충분히 큰 최대 한계 기공 직경을 가짐), b) 상기 잉크 방울을 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 제1 표면과 접촉시켜 제1 표면에 소정 상을 부여하는 단계 및 c) 유체 담체와 안료 입자가 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공에 흡수되는 단계. 상기 방법의 바람직한 실시 형태에서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름은 기공 체적이 25 nL/mm2이상이고, 최대 한계 기공 직경은 0.1 마이크로미터 이상이다.
또한, 본 발명은 잉크젯 인쇄 매체를 제공한다. 잉크젯 인쇄 매체는 제1 주표면과 제2 주표면을 갖는 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름을 포함한다. 한 바람직한 실시 형태에서, 상기 미공성 필름은 기공 체적이 25 nL/mm2이상이다. 다른 바람직한 실시 형태에서, 미공성 필름의 기공 체적은 25 nL/mm2내지 300 nL/mm2이다.
잉크젯 인쇄 매체의 다른 바람직한 실시 형태에서, 미공성 필름의 최대 한계 기공 직경은 0.1 마이크로미터 이상이다. 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 미공성 필름의 최대 한계 기공 직경은 0.4 마이크로미터 이상이다.
잉크젯 인쇄 매체의 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 미공성 필름의 두께는 0.0015 내지 0.006 인치이다.
잉크젯 인쇄 매체는 필름의 제2 주표면에 제공된 접착제의 층을 임의로 포함할 수 있다. 한 바람직한 실시 형태에서, 접착제는 압감성 접착제이다. 상기 매체는 압감성 접착제의 노출 표면에 제공된 릴리이즈 라이너를 임의로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 주표면과 제2 주표면을 갖는 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름을 포함하는 잉크젯 인쇄 매체에 관한 것으로, 상기 필름의 기공 체적은 25 nL/mm2이상이고, 최대 한계 기공 직경은 0.1 마이크로미터 이상이며, 두께는 0.0015 내지 0.006 인치이고, 압감성 접착제의 층은 필름의 제2 주표면에 제공되며, 릴리이즈 라이너는 압감성 접착제 층의 노출 표면에 제공된다. 이러한 잉크젯 인쇄 매체의 한 바람직한 실시 형태에서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공 체적은 25 nL/mm2내지 300 nL/mm2이고, 최대 한계 기공 직경은 0.4 마이크로미터 이상이다.
실시예 1~13
미공성 EVOH 필름의 MLPD와 기공 체적이 잉크의 건조 시간에 미치는 영향을 실시예 1 내지 13에 나타내었다. 기공 직경은 잉크 유체 담체와 함께 안료 입자를 미공성 필름의 표면 아래로 유동시킬 정도로 충분히 커야만하고, 기공 체적은 필름에 증착된 잉크량이 담길 정도로 충분히 커야만 한다. 실시예 1~13에서 최대 한계 기공 직경("MLPD")은 전술한 버블 점 실험 방법으로 측정했을 때 1.54 마이크로미터에서 0.15 마이크로미터 이하까지 이었다. 실시예 1~13에 대한 필름의 기공 체적을 필름의 평방 밀리미터당 나노리터 단위로 기록하였다. 이들 두가지 특성은 사용된 희석제, 희석제:다른 물질의 비율, EVOH 중합체에 대한 희석제의 농도 및 가공 조건(예, 압출기 스크류 속도, 캐스트 필름 두께, 급냉 온도 및 배향율)을 달리함으로써 제조 공정 중에 달라질 수 있다. 다수개의 문자 E(활자 크기 12)의 패턴의 시험 상을 휴렛 팩커드 DeskJet™1200C 인쇄기를 사용하여 HP51640A 검은색 안료계 잉크로 시료 필름에 인쇄하였다. 상의 건조 시간은 견고한 표면에 인쇄된 시료를 놓고, 인쇄 직후 인쇄된 상을 티슈를 사용하여 앞 뒤로 10회 문질렀다. 상이 오염되면, 마찰시키지 않은 상을 인쇄 후 30초, 인쇄후 1분, 인쇄 후 5분 및 인쇄 후 10분에 다시 시험하였다. 상의 광학 밀도는 하기 표 1a 및 1b에 나타내었다. 상을 24 시간 건조시킨 후에, 미국, 뉴욕, 뉴버그 소재의 맥베드 프로세스 메져먼트, 디비젼 오브 콜모르겐 코오포레이숀에서 시판하는 Macbeth™TR-924 스테터스 덴시토메터(Status Densitometer)를 사용하여 반사된 광학 밀도를 측정하였다.
실시예 MLPD(μ) 기공 체적(nL/mm2) 필름 두께(μ) 잉크 건조 시간 상의 광학 밀도
1 1.54 82.1 140 직후 1.06
2 1.36 46.2 84 직후 1.02
3 0.97 53.0 114 직후 1.02
4 0.77 74.1 117 직후 1.02
실시예 MLPD(μ) 기공 체적(nL/mm2) 필름 두께(μ) 잉크 건조 시간 상의 광학 밀도
5 0.76 44.1 109 직후 1.09
6 0.65 31.3 104 >10분 1.17
7 0.62 55.9 150 직후 0.82
8 0.54 40.2 107 직후 1.08
9 0.47 32.3 109 직후 1.01
10 0.42 34.3 79 >10분 1.18
11 0.24 36.0 81 >10분 1.67
12 0.19 27.1 61 >10분 1.96
13 <0.15 16.0 41 >10분 -
상기 표 1a 및 1b의 결과를 통해, 증착된 잉크량과, 실시예에서 특정 잉크에 사용된 입자 크기, MLPD 및 기공 체적은 안료계 잉크가 미공성 필름에 흡수될 정도로 충분히 커야된다는 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 13에서 사용된 잉크젯 인쇄기에 의해 표면에 잉크젯된 용량은 45 피코리터(pL)의 드롭 크기와 센티미터당 236 x 236개의 점(1인치당 600 x 600개의 점)을 기준으로 25 nL/mm2이었다. 실시예 1 내지 13에서 측정된 MLPD가 0.47 마이크로미터 이하인 경우에 건조 시간은 10분을 초과하였고, 직후 건조 시간을 얻기 위해서는 기공 체적이 안료 입자를 흡수할 정도로 충분히 커야한다. 실시예 1 내지 13에서 측정한 기공 체적이 32 nL/mm2이하인 경우에는 건조 시간은 10분을 초과하였고, 이는 직후의 건조 시간을 얻기 위해 미공성 필름의 기공 체적이 필름의 표면에 침착된 잉크 전부를 흡수할 정도로 충분히 커야한다는 것을 보여준다.
실시예 14~16
실시예 14의 필름은 66% Eval F100B 수지(에발 컴패니 오브 아메리카)와 34% 폴리에틸렌 글리콜(PEG-200; 다우 케미칼 컴패니)의 압출 혼합물로 제조하였다. 상기 필름은 슬립 갭 시이팅 다이와 드롭 캐스트를 사용하여 패턴 캐스팅 휠 위에 형성시켰다. 그 다음, 폴리에틸렌 글리콜 희석제를 물로 교체하였다. 이어서, 필름을 길이 방향으로 배향시킨 다음 폭방향으로 배향시켰다. 마지막으로, 필름을 가열시켜 물을 제거하고 필름을 어닐링하였다. 세척 및 건조시킨 미공성 EVOH 필름의 특성은 하기 표 2a 및 표 2b에 나타내었다. 실시예 14의 필름의 캐스팅 휠 쪽은 Scotch™9458 접착제를 향하여 적층시켰다. 실시예 14의 필름으로부터 다수개의 시험용 시료 각각을 제조하였다. 실시예 15 및 16은 63% Eval F100B 수지, 27.75% PEG-200 및 9.25% 글리콜의 압출 혼합물로 제조하였다. 필름은 실시예 14에서 설명한 바와 같이 형성시켰다. 실시예 15 및 16 필름의 특성들은 표 2a 및 표 2b에 나타내었다. 실시예 15 및 16의 필름에 있어서, 실리콘 릴리이즈 층을 지닌 종이는 유체 보유 다이를 사용하여 접착부여된 아크릴 압감성 접착제로 건조 코팅 중량이 1.76 mg/cm2(4.2 그레인/24 in2)이 되도록 접착제 코팅하였다. 코팅된 라이너는 표면 적층물(facestock)을 적층하기 전에 가습화시켰다. 이들 롤을 216 x 279 mm(8.5 x 11 인치) 시이트로 수동 절단하기 위하여 폭 216 mm(8.5 인치)로 절개하였다. 실시예 14 및 15의 시료는 휴렛 팩커드 DeskJet™1200C 인쇄기를 통해 공급하고, HP51640A 검은색 안료계 잉크를 사용하여 검은색 "E" 패턴으로 인쇄하였다. 상이 건조된 직후에, 상기 문자가 뚜렷한 테두리를 지닌채 잘 부서지는 지를 관찰하였다. 검은색 상은 다소 "씻겨짐"을 나타내고(즉, 광학 밀도가 낮음), 잉크젯에서 보통 발생하는 다소의 배경을 지닌다. 실시예 14의 필름(14)은 매우 부서지기 쉽고, 약한 필름 또는 파괴용 라벨스톡으로 사용하기에 적합할 수 있다. 실시예 16의 시료는 휴렛 팩커드 DeskJet™660C 인쇄기를 통해 공급하고, HP51629A 검은색 안료계 잉크를 사용하여 검은색 "E" 패턴을 인쇄하였다. 상을 인쇄한지 1분 후에 검사한 결과, 상은 건조하였고 상의 화질이 우수하였음을 발견하였다.
또한, 표 2a 및 표 2b에는 실시예 15 및 16의 파괴시 평균 인장 강도, 파괴시 평균 신장% 및 파괴시 평균 인장 에너지를 기록하였다. 이들은 ASTM D 882-91, "Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting", 시험법 A에 따라 인장 속도 0.1 mm/mm-분과, 폭이 2.54 cm(1 인치)인 시료를 사용하여 측정하였다. 미공성 필름의 이들 물리적 특성은 최근에 필름 재료 그 자체의 가공 적성을 나타내는 척도로 간주된다. 필름은 필름으로 제조할 때 또는 라벨스톡을 제조할 때 웨브 장력에 견딜 수 있을 정도로 강해야만 한다. 상기 필름은 슬릿 형성, 다이 절단 및/또는 시이트 성형이 가능한 특성을 지녀야 한다. 필름은 파괴됨이 없이 용이하게 벗겨질 수 있는 위드(weed) 또는 매트릭스가 될 정도로 강해야 한다. 미공성 필름의 물리적 특성은 다공도%가 증가하고, 두께가 감소함에 따라 일반적으로 감소한다고 관찰되었다. 따라서, 다공도%와 두께는 적당한 건조 시간을 달성하기 위한 기공 체적과 필름 가공 적성을 얻기 위한 물리적 특성의 소정 조합을 제공할 수 있도록 선택되어야 한다.
실시예 14~16 필름의 내마모성 시료들은 Calibrase™CS-10 휠을 구비한 Taber™Abraser Model 503을 사용하여 시험하였다. 이 시험은 판지 지지판에 부착된 필름에 500 g 하중으로 100 주기 동안 실시하였다. 마모에 의해 상은 불량해지지 않았다. 흥미롭게도, 마모에 의해 미공성 필름은 다소 붕괴되었는데, 이로 인해 필름의 광 투과율은 증가하였고, 상의 광학 밀도도 증가하였다.
실시예 14 필름 시료의 내열성은 알루미늄 시험 패널에 필름을 부착하고, 이 필름을 180℃(356℉)에서 11일간 처리하여 측정하였다. 상은 필름이 갈색으로 변하고 양 방향으로 모두 수축하였지만 상을 판독할 수 있었다.
실시예 14~16 라벨의 인쇄된 시료를 시험 패널에 부착하고, 각종 침지 시험을 수행하였다. 침지의 효과는 시료를 무명을 사용하여 강한 손 압력으로 앞 뒤로 10회 문지르기 전과 후 모두 기록하였다. 실시예 14~16에서 제조된 시료에서 상과 필름의 침지 내구성은 하기 표 3a 및 표 3b에 나타내었다. 실시예 15에 따라 제조한 시료는 탄소 아크 내후시험기 주기를 120분 주기(빛만 사용하여 102분, 빛과 물 분무를 사용하여 18분)로 실시한 것을 제외하고는 ANSI/UL 969-1991에 기재된 시험법으로 처리하였다. 시험법은 하기 표 4a에 요약하여 나타내었고, 시험 결과는 표 4b에 나타내었다. 이들 결과를 통해, 실시예 15에 따라 제조한 라벨이 ANSI/UL 969-1991의 규정치를 만족함을 알 수 있다.
실시예 14 실시예 15 실시예 16
MLPD(μ) 0.84 0.54 0.59
필름 두께(μ) 97 107 109
벌크 밀도(g/cc) 0.494 0.742 0.725
다공도(%) 58.0 37.7 39.1
기공 체적(nL/mm2) 56.0 40.2 42.7
실시예 14 실시예 15 실시예 16
파괴시 평균 인장 강도(메가파스칼) MD/CD(1) - 24.5/17.7 26.8/20.7
파괴시 평균 신장율(%) MD/CD - 26.6/41.5 24.6/42.9
파괴시 평균 인장 에너지(메가쥴/m3) MD/CD - 5.7/6.1 5.7/7.4
(1)MD=필름의 종방향, CD=필름의 횡방향
실시예 14 실시예 15 실시예 16
마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후
탈이온수(RT(1)에서 4 시간) 효과없음 효과없음 - - 효과 없음 효과 없음
pH4.0 용액(2)(RT에서4 시간) 효과없음 효과없음 효과 없음 효과 없음 효과 없음 효과 없음
pH10.0 용액(3)(RT에서4 시간) 효과없음 효과없음 효과없음 효과 없음 효과 없음 효과 없음
세제 용액(4)(RT에서4 시간) 효과없음 효과없음 효과없음 효과 없음 효과 없음 효과 없음
이소프로판올(RT에서 4 시간) 효과없음 효과없음 효과없음 효과 없음 효과 없음 효과 없음
DOT 3 브레이크 유체(RT에서4 시간) 상의 광학 밀도 증가 효과없음 - - - -
실시예 14 실시예 15 실시예 16
마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후
에틸렌 글리콜과 물(50/50 v/v)(95℃(203℉)에서 4 시간) 필름 용해됨, 상이 남지 않음 적용할수 없음 - - - -
(1)RT=실온(72℉, 22℃)(2)0.1몰 수소칼륨 프탈레이트 50 ml + 0.1몰 HCl 0.1 ml(3)0.025몰 붕산나트륨 50 ml + 0.1몰 NaOH 18.3 ml(4)1 부피% 용액의 Alconox™습윤제 및 세제(미국, 뉴욕에 소재한 Alconox,Inc에서 시판함)
조사 상 판독 시험 파손 시험 접착 시험
시험법 육안 검사 엄지 또는 손가락으로 약 4 파운드의 힘을 아래로 가하면서 앞뒤로 10회 인쇄물을 문지름 인쇄물과 테두리를 칼날을 사용하여 약 2 파운드의 힘을 아래로 가하면서 앞뒤로 10회 긁어냄 90°- 박리 속도 (2인치/분)
필요한결과 임의의 현저한 말림 현상 또는 주변이 느슨해지는 일 없이 부착되거나, 또는 주름 또는 기포와 같은 접착의 손실이 없어야 하며, 과도하게 빙렬(氷裂)이 생기거나 수축되지 않아야 하며, 인쇄물은 판독 가능해야 함 인쇄물은 판독 가능해야 함 적당히 보존되어야 하며, 인열 또는 기타 손상이 없어야 함 손으로 떼어낼 때 시료는 최소 0.5 lb/in(폭)의 우수한 접착력을 나타내야 함
노출 육안 검사 상 판독 시험 파손 시험 접착력*(lb/in)
표준 대기,72 시간 양호한 부착,수축 없음,인쇄 읽을 수 있음 양호 양호 PP: 2.1PC: 2.5ABS: 2.5SS: 2.5
물 침지(실온에서48 시간) 양호한 부착,약간 수축(1.5%,1.0%),인쇄 읽을 수 있음 양호 양호 PP: 2.5PC: 2.9ABS: 3.2SS: 3.0
104℃(220℉) 오븐에서 10일 양호한 부착,약간 수축(0%,3.7%),인쇄 읽을 수 있음, 매우 약간 황변 양호 양호 PP: 1.4PC: 2.5ABS: 2.5SS: 2.9
121℃(250℉) 오븐에서 10일 양호한 부착,약간 수축(2.4%,5.6%),인쇄 읽을 수 있음, 약간 황변 양호 양호 PP: 1.2PC: 2.4SS: 3.0
149℃(300℉) 오븐에서 10일 양호한 부착,약간 수축(5.9%,4.6%),인쇄 읽을 수 있음, 많이 황변 양호 양호 정량 시험용으로는 너무 부서지기 쉬움
-40℃ 냉각 박스에서7 시간 양호한 부착,수축 없음,인쇄 읽을 수 있음 양호 양호
탄소-아크 내기후측정기,720 시간 인쇄물 읽기 용이함,MD 수축: 5.7%, CD 수축 : 11.9%,시료는 상부 테두리를 따라 부풀었으나 원형을 보존함. 종방향으로 시료 하나가 균열됨 양호 양호 AL: 5.0
*실시예 15/16; 기재: PP=폴리프로필렌, PC=폴리카르보네이트, ABS=아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, SS=스텐레스강, AL=알루미늄
비교예 A
비교예 A는 PPG 인더스트리스에서 상표명 SP-800으로 시판하는 TESLIN™ 합성 인쇄 시이트의 시료로 구성된다. 이 인쇄 시이트의 두께는 0.2 mm +/- 0.01 mm(0.008 인치, +/- 0.0005 인치)이다. 접착제가 코팅된 시료는 패널에 부착시킨 다음, 하기 표 5 및 표 6a 및 표 6b에 나타낸 바와 같은 마모 시험 및 유체 침지 시험을 수행하였다.
잉크
HP 660C 인쇄기HP 51629A 잉크 HP 1200C 인쇄기HP 51640A 잉크
잉크 건조 시간 >1분, <5분 >5분
상의 내마찰성 필름 닦기; 상에 영향 없음 필름 닦기; 상에 영향 없음
상 품질 양호 양호
마모 (CS-10 휠, 500 g,100 주기) 문자는 불명료하였으나, 읽을 수는 있음 문자는 불명료하였으나, 읽을 수는 있음
유체 침지*(실온에서 4 시간) HP 660C 인쇄기HP 51629A 잉크 HP 1200C 인쇄기HP 51640A 잉크
마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후
탈이온수 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음
pH4.0 용액 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음
pH10.0 용액 효과없음 상은 불명료하였고, 간신히 읽음 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음
유체 침지*(실온에서 4 시간) HP 660C 인쇄기HP 51629A 잉크 HP 1200C 인쇄기HP 51640A 잉크
마찰 전 마찰 후 마찰 전 마찰 후
세제 용액 효과없음 상은 불명료하였고, 간신히 읽음 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음
이소프로판올 효과없음 상은 더 이상 읽을 수 없음 효과없음 상은 불명료하였으나, 읽을 수 있음
*유체 조성은 표 3 참조
본 발명의 방법 및 물품은 내구성 라벨을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 내구성 라벨은 다음과 같은 종류의 정보를 보여주는데 사용될 수 있다. 정보의 예로는 바코드, 화학적 내용물에 대한 정보, 가격, 소유권 표시, 재고품 목록, 모델 번호 및 물품의 일련 번호(소위 "등급표"), 보증표 및 배선도가 있다. 이와같은 종류의 정보는 설비, 통신 설비, 주변 장치 및 부속물을 비롯한 컴퓨터, 전자 장치, 공업 제품 및 부품, 소매 상품, 자동차 및 수송 또는 선적되는 물품 또는 포장물에 내구성 있게 부착되는 것이 요망된다. 전술한 인쇄 정보물 및 용도는 예시하고자 제시한 것이므로 이들에 국한되는 것은 아니다.
본 발명은 몇가지 실시 형태를 참고로하여 설명하였다. 전술한 상세한 설명 및 실시예는 단지 이해를 돕고자 제시한 것이다. 따라서, 본 발명이 이들에 의해 구속되어서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 전술한 실시 형태를 다양하게 변경할 수 있음을 잘 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 본 명세서의 실시예 및 상세한 설명에 의해 제한되지 않고, 후술하는 청구 범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (18)

  1. 제1 주표면과 제2 주표면을 지닌 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름을 포함하는 것이 특징인 잉크젯 인쇄 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공 체적이 25 nL/mm2이상인 것인 잉크젯 인쇄 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공 체적이 25 nL/mm2내지 300 nL/mm2인 것인 잉크젯 인쇄 매체.
  4. 제1항에 있어서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 최대 한계 기공 직경이 0.1 마이크로미터 이상인 것인 잉크젯 인쇄 매체.
  5. 제4항에 있어서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 최대 한계 기공 직경이 0.4 마이크로미터 이상인 것인 잉크젯 인쇄 매체.
  6. 제1항에 있어서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 두께가 0.04 mm 내지 0.15 mm인 것인 잉크젯 인쇄 매체.
  7. 제1항에 있어서, 필름의 제2 주표면에 접착제의 층을 더 포함하는 잉크젯 인쇄 매체.
  8. 제7항에 있어서, 압감성 접착제 층의 노출 표면에 릴리이즈 라이너를 더 포함하는 잉크젯 인쇄 매체.
  9. a) 다수의 잉크 방울을 기록 매체를 향해 안내하는 단계(이 때, 기록 물질은 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름으로 이루어짐),
    b) 잉크 방울을 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체의 제1 표면과 접촉시켜서 제1 표면에 소정 상을 부여하는 단계, 및
    c) 잉크가 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공에 흡수되는 단계
    를 포함하는 것이 특징인, 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 의한 매체에 상을 잉크젯 인쇄하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 잉크는 유체 담체에 현탁된 다수개의 안료 입자를 포함하고, 단계 c)는 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 기공에 상기 입자가 흡수되는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름이 필름을 향해 안내된 잉크 모두를 흡수하기에 충분한 기공 체적을 가지는 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름이 안료 입자를 흡수하기에 충분한 최대 한계 기공 직경을 지니는 것인 방법.
  13. 제10항에 있어서, c) 단계 이후에 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 제2 표면에 접착제를 제공하는 d) 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 압감성 접착제의 노출 표면에 릴리이즈 라이너를 제공하는 e) 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서, a) 단계 앞에, 미공성 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 필름의 제2 표면에 접착제를 제공하는 a') 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 접착제가 압감성 접착제이고, 압감성 접착제의 노출 표면에 릴리이즈 라이너를 제공하는 a') 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상이 인쇄된지 1분 이내에 건조한 촉감을 가지는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 인쇄된 후 실질적으로 직후에 상기 건조한 촉감을 가지는 것인 방법.
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